C++中的内部链接和外部链接

c++中的内部连接与外部连接

Apr 22nd, 2007 by king

 

一.在学习内部连接与外部连接之前，必须先弄清楚几个概念：
1.声明
一个声明将一个名称引入一个作用域。在c++中，在一个作用域中重复一个声明是合法的。
以下都是声明：

 

int foo(int,int); //函数前置声明
typedef int Int; //typedef 声明
class bar; //类前置声明
extern int g_var; //外部引用声明
friend test; //友员声明
using std::cout; //名字空间引用声明
在同一作用域中可以多次重复以上声明，但是有两种声明是不能重复的，那就是类成员函数及静态数据成员的声明：

 

class foo
{
static int i;
static int i; //不可以
public:
int foo();
int foo(); //不可以
};

 

2.定义
一个定义提供一个实体(类型、实例、函数)在一个作用域的唯一描述。在同一作用域中不可重复定义一个实体。
以下都是定义：

 

int y; //定义一个整型变量
class foo {…}; //定义一个类
struct bar {…}; //定义一个结构体
foo* p; //定义一个类指针
static int i; //定义一个静态整型变量
enum Color{RED,GREEN,BLUE}; //定义一个枚举
const double PI = 3.1415; //定义一个double型常量
union Rep{…}; //定义一个联合
void test(int p) {}; //定义一个函数
foo a; //定义一个类实例
bar b; //定义一个结构体实例

 

3.编译单元
当一个c或cpp文件在编译时，预处理器首先递归包含头文件，形成一个含有所有 必要信息的单个源文件,这个源文件就是一个编译单元。这个编译单元会被编译成为一个与cpp文件名同名的目标文件(.o或是.obj)。连接程序把不同编译单元中产生的符号联系起来，构成一个可执行程序。

 

4.自由函数
如果一个函数是自由函数，那么这个函数不是类的成员函数，也不是友元函数。

 

二.内部连接和外部连接
1.内部连接：如果一个名称对于它的编译单元来说是局部的，并且在连接时不会与其它编译单元中的同样的名称相冲突，那么这个名称有内部连接(注：有时也将声明看作是无连接的，这里我们统一看成是内部连接的)。
以下情况有内部连接:
a)所有的声明
b)名字空间(包括全局名字空间)中的静态自由函数、静态友元函数、静态变量的定义
c)enum定义
d)inline函数定义(包括自由函数和非自由函数)
e)类的定义

在类中直接定义的函数相当于你写inline，这个叫做隐式内联，但是，不管是显示内联还是隐式内联，都只是给编译器一个请求，最后是否被判断成内联，还得看你的功能模块的复杂度来决定的。故不会发生类重复定义问题。
f)名字空间中const常量定义
g)union的定义

 

2.外部连接：在一个多文件程序中，如果一个名称在连接时可以和其它编译单元交互，那么这个名称就有外部连接。
以下情况有外部连接：
a)类非inline函数总有外部连接，包括类成员函数和类静态成员函数。
b)类静态成员变量总有外部连接。
c)名字空间(包括全局名字空间)中非静态自由函数、非静态友元函数及非静态变量。

 

举例说明：
a)声明、enum定义、union定义有内部连接
所有的声明、enum定义及union定义在编译后不会产生连接符号，也就是在不同编译单元中有相同名称的声明及enum、union定义并不会在连接时发生发现多个符号的错误。

 

// main.cpp
typedef int Int; //typedef 声明，内部连接
enum Color{red}; //enum定义,内部连接
union X //union定义，内部连接
{
long a;
char b[10];
};
int main(void)
{
Int i = red;
return i;
}
// a.cpp
typedef int Int; //在a.cpp中重声明一个int类型别名，在连接时不会发生错误
enum Color{blue}; //在a.cpp中重定义了一个enum Color，在连接时不会发生错误
const Int i =blue; //const常量定义，内部连接
union X //union定义，内部连接
{
long a;
char b[10];
};

 

b)名字空间中静态自由函数、静态友元函数、静态变量、const常量定义有内部连接

 

// main.cpp
namespace test
{
int foo(); //函数声明，内部连接
static int i = 0;//名字空间静态变量定义，内部连接
static int foo() { return 0;}//名字空间静态函数定义，内部连接
}
static int i = 0; //全局静态变量定义，内部连接
static int foo() {return 1;} //全局静态函数定义，内部连接
const int k = 0; //全局const常量定义，内部连接
int main(void)
{
return 0;
}

//a.cpp
namespace test
{
int i = 0;//名字空间变量定义，外部连接
int foo() {return 0;}//名字空间函数定义，外部连接
}
int i = 0;//全局变量定义，外部连接
int k = 0;//全局变量定义，外部连接
int foo() { return 2;}//全局函数定义，外部连接
在全局名字空间中，main.cpp中定义了静态变量i,常量k,及静态自由函数foo等，这些都有内部连接。如果你将这些变量或函数的static或是const修饰符去掉，在连接时就会现multiply defined symbols错误，它们与a.cpp中的全局变量、全局函数发生冲突。